フライングプローブとICT：PCBテストのための最終比較

紹介

印刷配線板（PCB）の実装およびテスト技術が急速に進化している今日、PCB製造業者や電子設計者にとって、製品の高品質と信頼性を確保することが極めて重要です。効率的でスケーラブルかつ費用対効果の高いテスト手法を探している場合、特に注目されるのが2つのアプローチです。すなわち、一般的に「ベッドオブネイルズ」テストと呼ばれるインサーキットテスト（ICT）と、フライングプローブテスト（FPT）です。
これら2つはいずれも最も優れたテスト方法の一つとされていますが、ICTとFPTのどちらを選ぶべきかについては、依然として議論が続いており、より深い理解と検討が必要です。生産規模、設計、およびテスト要件に応じて適切なテスト方法を選定することは極めて重要です。
このガイドは、これら2つのテストシステムを理解するための包括的なナビゲーションツールです。実際の例や実用的なヒントに加えて、専門家の意見も含まれています。このガイドを通じて、フライングプローブテストとICT（インサーキットテスト）の主な違い、各テスト構成の利点、およびそれぞれのテスト方法がPCBテストニーズに最適な状況について包括的に理解できます。

フライングプローブとは テスト ?

フライングプローブテストは、PCBの試作、小〜中規模量産、および新製品導入（NPI）テストに適した、非常に柔軟で治具不要のテストソリューションです。専用のピン位置決め治具を必要とせず、代わりに高度なロボティクスとテストソフトウェアによって制御される移動式のテストプローブ（最大8本以上）を使用します。
このテスト方法の主な利点は、スピードと適応性を兼ね備えた設計にあり、高価で労力のかかる専用治具を必要とせずに、PCB上の特定のテストポイント（パッド、ビア、部品）に物理的に接触できることです。このテストシステムは、頻繁に設計の変更が必要な用途に最適であり、新しいバージョンがリリースされた際にも容易に更新が可能です。

フライングプローブテストとはどのような仕組みですか？

1. CADデータとネットリストのインポート：テストエンジニアは、PCBの完全な設計データ（PCBネットリストを含む）をフライングプローブテスト装置に読み込みます。
2. テストプログラムの生成：テストソフトウェアが自動的にプローブの移動経路を計画し、PCB上の複数のテストポイントに接触するようにします。
3. 可動式プローブの動作：自動化されたフライングプローブが一つのテストポイントから次のテストポイントへと移動しながら、抵抗、静電容量、オープン回路、および短絡テストを実施します。
4. テストカバレッジレポート：システムは各ネットワークまたは制御ポイントからリアルタイムでデータを収集し、潜在的な故障や組立欠陥を即座に検出します。

フライングプローブテストには、動的な「テストLED」チェック、SMD部品の向きチェック、および（適切に設定されている場合）動的な ICプログラミングが含まれます。

インサーキットテスト（ICT）とは何ですか？

インサーキットテスト（ICT）は、ベッドオブネイルズテスト、または単にICTテストとも呼ばれ、長年にわたり量産における業界標準となっています。この方法では、数百乃至数千本のスプリング式ピンが搭載された専用のテスト装置を使用し、それぞれのピンがプリント基板上の特定のテストポイントまたはノードに正確に位置合わせされます。
ICTテスタ（インサーキットテスタとも呼ばれる）は、一度の操作でプリント基板上のすべてのノードを同時にテストでき、オープン回路、ショート回路、デジタルエラー、はんだブリッジ、その他の組立欠陥を検出するための高速自動検査を可能にします。

ICTの仕組みは？

• カスタムテストフィクスチャ設計：新しいプリント基板ごとに、基板上の特定のテストポイントに接触するためのピンを備えた専用装置が必要です。
• 基板の装着：PCBは一括操作でこれらの可動／柔軟なピンに圧着されます。
• 同時テスト：テスト装置に信号を注入することで、ICTシステムはすべての回路ネットワークに対して一度の操作でオープン、ショート、および部品値のテストを実行でき、効率を最大限に高めます。
• 自動レポート作成：テストソフトウェアは、各ロットごとの歩留まり、不良率、テストカバレッジの包括的なレポートを生成します。

ICP対フライングプローブテスト：主な相違点

テスト速度および生産量

• ICT：各テストポイントを同時にテストできるため、非常に高速であり、大量生産に最適です。1時間に数百枚のプリント基板をテストできます。
• フライングプローブ：このテストは、移動するプローブが一度に1つのテストポイントにしか接触できないため、逐次的に行われる。したがってテストサイクルが比較的長くなり、試作または小〜中規模生産に適している。

治具の要件

• ICT：各プリント基板には、専用でカスタム設計されたテストプラットフォームが必要である。 回路基板設計 これらのテストプラットフォームは高価であり、特に頻繁に変更がある場合、リードタイムが長くなる。
• フライングプローブ：この方法では特別な装置を必要とせず、ソフトウェアの修正だけで済む。可動プローブは調整が容易で、テストプログラムを迅速に更新でき、デバッグ期間を短縮できる。

柔軟性と変更管理

• ICT：柔軟性に欠ける。設計の変更（例えば、プリント基板上のテストポイント位置の変更）があるたびに、テスト装置を再作成する必要がある。
• フライングプローブ：この方法は非常に柔軟性が高く、迅速な試作に最適である。設計変更が発生しても、テストプログラムの更新のみで対応可能である。

テストカバレッジと精度

• ICTテスト：同時に多数のノードを解析することで、より包括的なテストカバレッジが可能になります。これは、微小なはんだ接合不良の検出や機能統合テストを実施する際に特に有効です。
• フライングプローブテスター：オープン／ショート回路の検出や部品レベルの検出に有効ですが、アクセスできないノードに関してはICTと比較して制限がある場合があります。

リスクとメンテナンス

• ICTテスタ：フィクスチャピンの摩耗や位置ずれにより、誤検出や基板への傷のリスクがあります。
• フライングプローブテスト：プローブ接触がソフトで、PCBへの損傷リスクは非常に低いです。

フライングプローブとICTの長所と短所

ICTとフライングプローブの詳細比較表（続き）

各テストシステムを使用する最適なタイミング：実用ガイド

フライングプローブテストを使用するタイミング

• PCBのテスト作業がプロトタイプ、初期NPI、または小ロット生産である場合。
• レイアウトがまだ変更中であり、迅速で柔軟な対応が必要な場合。
• テスト治具の待ち時間やコストを解消できる、迅速かつ経済的なテストソリューションが必要な場合。
• DFTまたはDFM分析が進行中であり、テストポイントを繰り返し調整する必要がある場合。
• プリント基板上のテストポイントが高密度領域に分散しており、アクセスが困難な場合。

ICT／インサーキットテストを使用するタイミング

• 回路設計が完了し、段階的に量産を拡大している場合。
• 高いスループット（同期テスト）と可能な限り短い単一基板のテスト時間が重要である場合。
• テスト設備への初期投資を行う予算があり、大規模な適用においてその後投資回収が見込める場合。
• 機能テスト、コンポーネントのプログラミング、およびその他のインサーキットチェックが必要です。
• 次期生産サイクルにおいて、プリント基板のレイアウトは大きく変更されるべきではありません。

プローブテストとインサーキットテストの組み合わせ

ハイブリッドテストを使用する理由：フライングプローブテストとインサーキットテストを組み合わせることで、設計検証から量産まで、現代のプリント基板生産ラインにおける多様なアセンブリテストのニーズに対応できます。

• フライングプローブは、初期テスト戦略の開発、設計上のテスト課題の特定、およびエンジニアリングチェンジオーダー（ECO）のサポートに役立ちます。
• 設計およびテストポイントが決定されたら、ICT装置に投資することで、効率的なテストを実現し、迅速かつ大量の生産を可能にします。

ICTおよびフライングプローブテストに関するよくある質問

Q: DFM／DFT検証に最適なテスト方法はどれですか？

A: フライングプローブ測定は、設計の反復や製造指向設計の取り組みにおいて比類ない利点を提供します。ハードウェアの設置が不要であり、設計変更に迅速に対応できます。

Q: フライングプローブとインサーキットテスト（ICT）の主な違いは何ですか？

A: ICT技術は「ベッドオブネイルズ」を使用してプリント基板のすべてのノードを同時にテストするため、大量生産かつ低コストの用途に最適です。一方、フライングプローブテストは順次（移動するプローブによる）テスト方式を用いるため、小ロット生産に適しており、複数のPCB変更に柔軟に対応できます。

Q: フライングプローブテストは完全な機能テストを実行できますか？

A: 単純な回路では可能ですが、回路の動作を完全に検証するには、通常、ICT（および機能デバイス）がより一般的に使用されます。

Q: 一つのテストシステムだけに依存することのリスクは何ですか？

A: 単一の検査方法に依存すると、欠陥の見逃しや新製品の立ち上げ時および量産時のボトルネックが発生する可能性があります。2つの検査方法を組み合わせる（または自動光学検査やX線検査で補完する）ことで、すべての検査カバレッジ要件を満たすことができます。

Q: ICTとフライングプローブでは、どちらが速いですか？

A: ICTシステムは通常、1時間あたり数百枚のプリント基板をテストできます。一方、フライングプローブテストは、基板の複雑さにもよりますが、1時間あたり数十枚程度しかテストできない場合があります。

結論：お客様のPCBニーズに最適なテスト方法

基板内テストとフライングプローブテストの選択は最終的に生産要件、基板の複雑さ、予算、および市場投入までの時間に依存します。フライングプローブテストは製品開発の初期段階や迅速かつ革新的な段階において優れており、設計の迅速な反復と即時のフィードバックを可能にします。一方、専用設備と同時テスト機能を持つ基板内テストは、成熟し安定した大規模組立ラインに対して包括的で迅速かつ費用対効果の高いテストカバレッジを提供します。